Århus Kommunes Miljøkontor Belysning af spildevandsforhold i Egå Opland: Overskrides Egå Renseanlægs COD belastning med ca. 50% som indløbsmålingen antyder? Delopgave 2.3: Nøgletal for personbelastningen fra husholdninger. Er disse undervurderede i Spildevandsplanen? Århus Kommune Teknisk Notat 2002.07.24
Århus Kommunes Miljøkontor Belysning af spildevandsforhold i Egå Opland: Overskrides Egå Renseanlægs COD belastning med ca. 50% som indløbsmålingen antyder? Delopgave 2.3: Nøgletal for PE belastningen fra husholdninger Er disse undervurderede i Spildevandsplanen? Forskerparken Gustav Wieds Vej 10 8000 Århus C Tlf: 8620 5100 Fax: 8619 7511 Afd. fax: E-mail: Web: dhi@mit.dhi.dk www.dhi.dk Klient Århus Kommune Klientens repræsentant Kaj Vestergaard Projekt Projekt nr. 51836 Belysning af spildevandsforhold i Egå Opland: Overskrides Egå Renseanlægs COD belastning med ca. 50% som indløbsmålingen antyder? Forfattere Edel H. Jørgensen ÅK Henning Pedersen, DHI Peter Andreasen, DHI Dato 2002.07.24 Godkendt af PEA Teknisk Notat Revision Beskrivelse Udført Kontrolleret Godkendt Dato Nøgleord Nøgletal, Spildevandsplan Klassifikation Åben Intern Tilhører klienten Distribution Århus Kommune DHI: Antal kopier
INDHOLDSFORTEGNELSE 1 BAGGRUND...2 2 SPILDEVANDSPLANENS NØGLETAL...2 2.1 Nøgletal for udledte vandmængder...2 2.2 Nøgletal for udledte stofmængder...3 3 VURDERING AF SPILDEVANDSPLANENS NØGLETAL...3 3.1 Antal personer og nøgletal for vandmængder fra husholdninger...4 3.2 Nøgletal for stofmængder fra husholdninger...4 4 SAMMENFATNING OG KONKLUSION...6 5 REFERENCER...7 Bilag 1: Vandværksdata fordelt på oplande og disses antal af beboere Bilag 2: Data fra Jysk Miljølaboratorium til beregning af nøgletal i DHI - Institut for Vand og Miljø
Nøgletal for PE belastningen fra husholdninger 1 BAGGRUND Der er fundet en betydeligt større belastning fra Egå opland, end det var forventet i Spildevandsplanen /1/. Da belastningen er større end den dimensionerede kapacitet, har det konsekvenser for Egå Renseanlæg. Anlægget skal enten udvides, eller/og erhvervsudledere skal reducere deres belastning via en regulering. Årsagen til den større belastning sammenlignet med Spildevandsplanens opgørelse kan være: Erhvervsudledere udleder langt mere end forudsat. De anvendte nøgletal/forudsætninger i Spildevandsplanen er for lave. Formålet med dette delprojekt er at vurdere, hvorvidt de anvendte nøgletal for husholdninger er i overensstemmelse med det faktiske forhold. Værdien i at præcisere nøgletallet er, at det har direkte betydning for den forventede erhvervsbelastning. I undersøgelsen vurderes det, hvorvidt Spildevandsplanens nøgletal for Egå opland er korrekte og specielt for lave. Dette gennemføres ved at beregne nøgletal baseret på målinger i oplande, hvor den erhvervsmæssige belastning er ubetydelig (Harlev, Malling og Trankær). De beregnede nøgletal fra disse områder sammenlignes med værdierne, som anvendes i opgørelsen af belastningen for Egå opland. 2 SPILDEVANDSPLANENS NØGLETAL Spildevandsplanens belastningstal er fremkommet via nøgletal for husholdningers spildevandbelastning, arealbestemte belastningsnøgletal for erhverv, institutioner m.m. og endelig viden om specifikke større virksomheder /3/. 2.1 Nøgletal for udledte vandmængder Spildevandsplanens statusdel er baseret på en forbrugt vandmængde per person på 49 m 3 /år jævnt fordelt over årets 365 dage. Dette svarer til 134 l/person/d. Nøgletallet er baseret på en opgørelse fra ÅKV. Spildevandsmængden fra erhverv omfatter, så vidt det er muligt at få detaljerede oplysninger fra redegørelsen i Spildevandsplanen, alt øvrigt spildevand - bortset fra spildevand fra institutioner o.l., hvor der er en folkeregisteradresse. Derved undtages f.eks. kollegier og lokalcentre. Sygehuse, landbrugsskoler, skoler m.v. er opgjort som erhverv. Vandforbruget fra erhverv større end 8.000 m 3 /år er i statusdelen opgjort særskilt. Opgørelsen over vandmængden er baseret på de aktuelle afregnede forbrug (1998). 2 DHI - Institut for Vand og Miljø
De øvrige erhvervs vandafledning er beregnet som det totale vandforbrug fratrukket husholdningers og de store vandforbrugeres forbrug i det pågældende opland. Dette restforbrug fordeles herefter på erhvervsarealet. Dette generelle nøgletal benyttes for de enkelte deloplande. Da der ikke haves større erhvervsbelastning i Harlev, Malling og Trankær oplande, beregnes ikke yderligere på dette. 2.2 Nøgletal for udledte stofmængder jf. Spildevandsplanen Nøgletallet for en persons udledning af organisk stof er sat til 5/6 af de mest anvendte nøgletal for en person (Bekendtgørelse om spildevandstilladelser (nr. 501 af 21/06/1999) m.v. efter Miljøbeskyttelseslovens kapitel 3 og 4.). I Spildevandsplanen for Egå opland står det på side 11, at denne reduktion er baseret på en vurdering af beregnede og målte værdier /3/. Der anvendes: BI5 N P 50 g/person/døgn 10 g/person/døgn 2,3 g/person/døgn Nøgletallene for stofindhold i erhvervsspildevand er baseret på vandmængdens nøgletal gange en stofkoncentration på 175 mg/l BI5, 50 mg/l N og 15 mg/l P. I Harlev, Malling og Trankær oplande benyttes en vandmængde på 2.400 m 3 /ha/år i erhvervsområder. Dette svarer til en organisk belastning (BI5) på 28 PE/ha for de små oplande (uden for de fire store renseanlægs oplande), som denne delopgave angår. Dette nøgletal er fremkommet ved at antage en BI5 koncentration i spildevandet på 175 mg/l og en udledning i 250 dage per år. Der kan på tilsvarende vis beregnes arealbidrag for N og P. Da der ikke er større industribelastning i oplandene, er der ikke foretaget yderligere vedrørende beregning af stofmængder fra erhverv. 3 VURDERING AF SPILDEVANDSPLANENS NØGLETAL For at kontrollere Spildevandsplanens anvendte nøgletal for husholdningsbelastningen for BI5, N og P, er værdierne beregnet i oplande til renseanlæg med ringe erhversbelastning. Dette giver mulighed for direkte at sammenligne målte oplandsværdier for spildevandsbelastningen fra husholdninger og sammenligne med beregninger baseret på nøgletal. Der er foretaget beregninger på data fra renseanlæggenes driftsanalyser for oplandene Trankær, Malling og Harlev. Beregningerne bygger på tilløbsdata til de respektive renseanlæg samt data om vandforbrug (år 2000) og antal beboere (år 2001) i oplandene. 3 DHI - Institut for Vand og Miljø
3.1 Antal personer og nøgletal for vandmængder fra husholdninger Indledningsvis er antallet af fastboende personer i de tre renseanlægs oplande opgjort på basis af en befolkningsopgørelse i de enkelte deloplande, se nedenstående tabel 1 og bilag 1. Arbejdet er udført af Henning Ivan Hansen. Opgørelsen ses i bilag 1, som desuden indeholder en opdeling af personer i forskellige kloakoplande og arealanvendelser. Der er opnået en meget god overensstemmelse mellem antallet af personer i det samlede område og det tal, som fås via personer i de enkelte deloplande. Dernæst er der via oplysninger fra vandværkerne sammenholdt en opgørelse over vandforbruget i huse, lejligheder og erhverv med antallet af personer og industrier i området. Vandforbruget er inkluderet i opgørelsen i bilag 1. På denne baggrund er følgende nøgletal fundet for vandforbruget, som antages at svare til udledningen af spildevand. Tabel 1: Opgørelse af antallet af personer, som bor i de tre renseanlægs oplande 2001. Personer m 3 år (2001) m 3 per år per person Harlev 3.022 137.052 45,4 Malling 3.174 167.000 52,6 Trankær 7.306 325.489 44,6 Vandforbruget for en person i Harlev og Malling er beregnet på basis af den totale solgte vandmængde og det samlede antal personer i oplandene. For Trankær har ÅKV en større detaljeringsgrad i vandforbrug og husstandenes vandforbrug. Derfor er vandforbruget alene opgjort for boliger (BO i bilag 1 for Trankær). I Spildevandsplanen på side 7 for Egå opland anvendes et gennemsnitligt vandforbrug på 49 m 3 per person /3/. Dette nøgletal er inden for +/-10% af personforbruget, som ses i tabel 1. Nøgletal for husholdningers vandforbrug er derfor i god overensstemmelse med denne opgørelse. Det stemmer desuden overens med Grønt Regnskab 2001, hvor det gennemsnitlige personforbrug er angivet til 45 m 3 vand. 3.2 Nøgletal for stofmængder fra husholdninger Vi har data for tilløbene til renseanlæggene i form af tal fra Renseanlæggenes egne driftsdata og fra Jysk Miljølaboratoriums (JMLs) kontrolmålinger. Beregningerne af stofmængder bygger på følgende viden/antagelser: Der er ingen markante stofudledere i områderne. Vi vurderer, at erhverv udgør mindre end 10% af det samlede vandforbrug, og bidrager derfor ikke væsentligt til spildevandsbelastningen (COD) på de undersøgte renseanlæg. Usikkerheden på stofbelastningerne antages at følge vandmængden og forventes at være mindre end 10%. 4 DHI - Institut for Vand og Miljø
Tabel 2: Sammenligning af nøgletal for husholdningers udledning i form af udledningen fra en person. Tallene er baseret på renseanlæggenes egne analyser (2001), som er modtaget som et SQL udtræk. Parameter Enhed Spildevandsplan Trankær Malling Harlev COD g/person/dag 100* 142 140 116 BI5 g/person/dag 50 - - - N g/person/dag 10 16 11 18 P g/person/dag 2,3 3,3 2,7 2,5 * COD er beregnet på baggrund af BI5 værdien i Spildevandsplanen. Det antages, at COD/BI5 forholdet er 2. I den følgende tabel sammenlignes nøgletal baseret på et mindre omfangsrigt grundlag baseret på egenkontrolmålinger fra akkrediteret laboratorium (JML). Der er vedlagt regneark, som viser rådata for beregningerne, bilag 2. Tabel 3 Sammenligning af nøgletal for husholdningers udledning i form af udledningen fra en person. Tallene er baseret på Jysk Miljølaboratoriums analyser (gennemsnit for henholdsvis 2000 og 2001). Parameter Enhed Spildevandsplan Trankær Malling Harlev COD g/person/dag 100* 148 124 97 BI5 g/person/dag 50 76 61 58 N g/person/dag 10 14 12 12 P g/person/dag 2,3 2,9 2,4 2,2 * COD er beregnet på baggrund af BI5 værdien i Spildevandsplanen. Det antages, at COD/BI5 forholdet er 2. JMLs målinger af N og P er generelt lavere end driftsanalyserne. COD analyser for Harlev er tæt på 20% afvigelse, hvilket er relativt højt. 5 DHI - Institut for Vand og Miljø
4 SAMMENFATNING OG KONKLUSION Formålet med denne beregning af nøgletal for tre ikke erhvervsbelastede oplande i Århus Kommune er at afgøre, hvorvidt de anvendte nøgletal i Spildevandsplanen for Egå opland er korrekte eller for lave. Dette kan medvirke til at forklare den betydelige forskel mellem de faktiske målinger af spildevandsbelastningen på renseanlægget og den belastning, som er opgjort i planen. Tabel 4 Samling af nøgletal baseret på renseanlæggenes egne analyser og JMLs analyser, som sammenlignes med de anvendte værdier i Egå spildevandsplan. Parameter Enhed Fundne nøgletalinterval Gennemsnit Vand m 3 /person/år 45-53 48 BI5 g/ person /d 58-76 65 COD g/ person /d 97-148 130 N g/ person /d 12-18 14 P g/ person /d 2,2-3,3 2,7 Spildevandsplanens nøgletal sammenlignet med fundne 49 God overensstemmelse 50 Undervurderer belastningen 100 Undervurderer oftest belastningen 10 Undervurderer belastningen 2,3 Undervurderer oftest belastningen Miljøstyrelsens nøgletal* - 60 (120 g/person/d)** * Officielle nøgletal fra Bekendtgørelse om spildevandstilladelser (nr. 501 af 21/06/1999) m.v. efter Miljøbeskyttelseslovens kapitel 3 og 4. ** Der er anvendt COD/BI5 på 2 til beregning af COD nøgletal for Miljøstyrelsen. Vandforbruget i de ikke erhvervsbelastede oplande svarer godt til nøgletallet for udledt vandmængde i Spildevandsplanen, se tabel 4. De øvrige fundne nøgletal er alle højere end de nøgletal, som er anvendt i Spildevandsplanen. Spildevandsplanen er udarbejdet med nøgletal fra husholdninger, som er reduceret med 5/6 i forhold til blandt andet Miljøstyrelsens definitioner på 1 PE. Da de fundne nøgletal i denne undersøgelse er i bedre overensstemmelse med Miljøstyrelsens, foreslås det, at Miljøstyrelsens nøgletal anvendes i fremtidige planlægningsarbejder. Det ændrer ikke på konklusionen, at 5-10% af belastningen kan skyldes erhverv. Da der i sådanne boligområder ofte vil være en nettoudpendling i dagtimerne, kan den beregnede personbelastning reelt være underestimeret. Belastningen fra husholdninger i Egå spildevandsplan er undervurderet med ca. 1/6 for organisk stof. Den samlede konsekvens af anvendelsen af de højere nøgletal vil blive beregnet efterfølgende i delopgave 2.5-2.6. Oplandsbelastningen fra virksomheder vil ligeledes blive inkluderet og vurderet. 12 2,76 6 DHI - Institut for Vand og Miljø
5 REFERENCER /1/ Analyse af oplandsdata for Marselisborg, Egå, Åby og Viby Renseanlæg for perioden 2000-2001. DHI rapport til Århus Kommune. Endelig Rapport, januar 2002. /2/ Projektbeskrivelse. Egå opland: Hvad er årsagen til, at Egå Renseanlægs belastning overskrider den forventede belastning med ca. 50%? DHI rapport til Århus Kommune, marts 2002. /3/ Spildevandsplan for Egå Opland. December 2000. Miljøkontoret. Århus Kommune. 7 DHI - Institut for Vand og Miljø
BILAG 1: VANDVÆRKSDATA FORDELT PÅ OPLANDE OG DISSES ANTAL AF BEBOERE A-1 DHI - Institut for Vand og Miljø
A-2 DHI - Institut for Vand og Miljø
A-3 DHI - Institut for Vand og Miljø
BILAG 2: DATA FRA JYDSK MILJØLABORATORIUM TIL BEREGNING AF NØGLETAL. Trankær Jysk Miljølaboratoriums analyser Personækvivalenter 2001 se notatet; 7591 Indløb Mængder Dato Flow COD BI5 Total-N Total-P COD BI5 Total-N Total-P m³/d mg/l mg/l mg/l mg/l kg/d kg/d kg/d kg/d 19-01-2000 1943 520 210 53 9,5 1010 408 103 18 23-02-2000 2952 300 170 36 6,6 886 502 106 19 22-03-2000 2287 360 170 37 7,8 823 389 85 18 26-04-2000 2068 370 190 49 9,4 765 393 101 19 24-05-2000 1767 550 240 51 12 972 424 90 21 21-06-2000 1445 620 270 71 14 896 390 103 20 24-08-2000 277 770 390 74 16 213 108 20 4 20-09-2000 1705 470 220 53 12 801 375 90 20 17-10-2000 1722 530 260 52 11 913 448 90 19 07-11-2000 3456 760 360 49 13 2627 1244 169 45 15-11-2000 2892 300 130 39 7 868 376 113 20 13-12-2000 3663 480 270 30 7,9 1758 989 110 29 PE: g/pe/d 2000 COD BI5 N P Middel 2181 503 240 50 11 1044 504 98 21,2 138 66 13,0 2,8 SDV 943 159 77 13 3 602 306 33 9,2 79 40 4,3 1,2 24-01-2001 2369 570 270 33 8,8 1350 640 78 21 14-02-2001 3825 610 440 39 9 2333 1683 149 34 21-02-2001 2288 410 230 44 8 938 526 101 18 Middel 2002-2001 21-03-2001 2172 460 250 44 8,5 999 543 96 18 PE: g/pe/d 2000-2001 25-04-2001 1878 360 180 41 8,3 676 338 77 16 COD BI5 N P 30-05-2001 1930 700 290 59 12 1351 560 114 23 148 76 13,6 2,9 20-06-2001 1474 600 360 73 14 884 531 108 21 22-08-2001 1430 880 480 72 17 1258 686 103 24 12-09-2001 1544 1600 570 90 19 2470 880 139 29 31-10-2001 1828 640 300 72 13 1170 548 132 24 27-11-2001 1955 430 190 50 9,5 841 371 98 19 12-12-2001 1789 500 250 46 11 895 447 82 20 PE: g/pe/d 2001 COD BI5 N P Middel 2040 647 318 55 12 1154 625 103 21,6 158 86 14,1 3,0 SDV 637 333 121 18 4 449 366 22 5,0 61 50 3,0 0,7 A-4 DHI - Institut for Vand og Miljø
Harlev Jysk Miljølaboratoriums analyser Personer 2001 AK opgivelse 3022 Indløb Mængder Dato Flow COD BI5 Total-N Total-P COD BI5 Total-N Total-P m³/d mg/l mg/l mg/l mg/l kg/d kg/d kg/d kg/d 13-01-2000 1783 170 93 18 3,2 303 166 32 6 09-02-2000 2262 91 56 13 1,8 206 127 29 4 29-03-2000 3340 270 230 26 5,8 902 768 87 19 03-05-2000 1203 230 130 26 6,2 277 156 31 7 30-05-2000 1492 220 110 26 5,4 328 164 39 8 29-06-2000 1117 200 110 24 5,4 223 123 27 6 16-08-2000 1092 240 130 27 5,9 262 142 29 6 14-09-2000 3383 51 24 11 1 173 81 37 3 12-10-2000 1943 200 130 30 5,6 389 253 58 11 08-11-2000 3321 88 28 6,4 1,2 292 93 21 4 07-12-2000 1921 100 62 8,6 2 192 119 17 4 PE: g/pe/d 2000 COD BI5 N P Middel 2078 169 100 20 4,0 322 199 37 7,2 107 66 12,3 2,4 SDV 895 74 58 8 2,1 202 194 20 4,6 67 64 6,5 1,5 Middel: PE: g/pe/d 2000-2001 16-01-2001 1378 140 90 17 3,9 193 124 23 5 COD BI5 N P 28-02-2001 1368 220 120 28 4,7 301 164 38 6 97 58 11,6 2,2 28-03-2001 1170 340 170 28 7 398 199 33 8 02-05-2001 2220 150 91 20 2,7 333 202 44 6 31-05-2001 1237 130 130 22 5 161 161 27 6 28-06-2001 807 160 66 23 5,1 129 53 19 4 16-08-2001 720 230 100 30 6 166 72 22 4 12-09-2001 1112 2000 140 46 6,8 2224 156 51 8 udtaget data 10-10-2001 1377 150 100 17 3,7 207 138 23 5 07-11-2001 1424 290 200 44 8,3 413 285 63 12 05-12-2001 2022 150 67 19 3 303 135 38 6 PE: g/pe/d 2001 12-12-2001 1184 230 120 28 5,5 272 142 33 7 COD BI5 N P 86 50 10,9 2,1 Middel 1335 349 116 27 5,1 261 152 33 6 32 21 4,2 0,7 SDV 430 524 40 10 1,7 97 63 13 2 A-5 DHI - Institut for Vand og Miljø
A-6 DHI - Institut for Vand og Miljø
Malling Jysk Miljølaboratoriums analyser Indløb Mængder Personer 2001 AK opgivelse 3174 Dato Flow COD BI5 Total-N Total-P COD BI5 Total-N Total-P m³/d mg/l mg/l mg/l mg/l kg/d kg/d kg/d kg/d 25-01-2000 725 420 240 51 8,2 305 174 37 6 29-02-2000 1415 290 120 27 5,5 410 170 38 8 14-03-2000 1260 380 190 34 6,5 479 239 43 8 11-04-2000 818 440 230 43 9,1 360 188 35 7 16-05-2000 639 610 350 57 12 390 224 36 8 15-06-2000 596 590 300 45 13 352 179 27 8 01-08-2000 488 600 250 58 12 293 122 28 6 28-08-2000 897 400 200 41 8,7 359 179 37 8 29-08-2000 897 400 200 41 8,7 359 179 37 8 28-09-2000 1350 380 180 29 7 513 243 39 9 27-10-2000 778 340 160 42 7,8 265 124 33 6 PE: g/pe/d 2000 21-11-2000 3013 330 110 23 5 COD BI5 N P 117 58 11,2 2,3 Middel 1073 432 211 41 8,6 371 184 35 7 24 13 1,5 0,3 SDV 680 109 69 11 2,6 75 40 5 1 17-01-2001 884 480 190 42 7,4 424 168 37 7 30-01-2001 1131 440 240 38 8,5 498 271 43 10 13-03-2001 2318 1100 450 48 17 2550 1043 111 39 18-04-2001 939 550 280 49 9,3 516 263 46 9 15-05-2001 696 440 230 46 9,7 306 160 32 7 Middel 12-06-2001 641 450 250 49 9,6 288 160 31 6 PE: g/pe/d 2000 01-08-2001 450 800 350 69 14 360 158 31 6 COD BI5 N P 28-08-2001 570 690 360 57 13 393 205 32 7 124 61 11,5 2,4 25-09-2001 1711 290 130 32 6 496 222 55 10 23-10-2001 636 750 440 58 14 477 280 37 9 20-11-2001 563 680 260 57 12 383 146 32 7 PE: g/pe/d 2000 04-12-2001 995 610 220 41 7,9 COD BI5 N P 131 64 11,9 2,4 Middel 961 607 283 49 10,7 414 203 38 8 26 17 2,5 0,5 SDV 547 216 98 10 3,3 82 52 8 2 A-7 DHI - Institut for Vand og Miljø